半导体激光器波长选择指南：915nm vs 976nm

半导体激光器波长选择指南：915nm vs 976nm

在激光锡焊领域，915nm和976nm波长的半导体激光器各有优势。本文从材料吸收特性、激光器性能和焊接工艺需求三个维度，对这两种波长进行了全面对比分析，并结合松盛光电在激光锡焊领域的技术积累，为读者提供了实用的选型指南。

材料吸收特性对比

• 915nm：有观点认为其对锡的吸收率表现较好，能使锡较好地吸收激光能量实现熔化，从而达到良好的焊接效果。

• 976nm：锡基焊料在近红外波段对976nm附近波长的激光也有较好的吸收能力，能有效吸收激光能量实现快速加热熔化。

激光器性能对比

• 915nm

• 稳定性高：掺镱光纤在915nm波段的吸收峰较宽，激光二极管波长漂移对吸收效率影响不大，激光器更加稳定，对于光纤激光器设计来说更易控制。

• 技术成熟：915nm泵浦方案过去在光纤激光器市场被广泛使用，相关技术和设备更为成熟，产业链也相对完善。

• 976nm

• 电光转化率高：976nm的吸收是915nm的3倍左右，产生相同功率的激光，消耗的976nm泵浦光更少，光电转化率更高，更加高效节能。976nm的电光转化率可以达到42%以上，而915nm的电光转化率在30%左右。

• 光光转化率高：采用976nm的泵浦光发射1070nm激光时，电子跃迁的量子亏损率约为8.8%，而915nm的量子亏损率约为14.5%，976nm在光光转化率上优势较大。

焊接工艺需求对比

• 915nm

• 能量控制精准：在需要精确控制能量和良好光束聚焦特性的场景中，915nm波长配合相应的激光设备，可将能量精确地集中在微小的焊点上，能满足小微型电子元器件、结构复杂电路板及PCB板等微小复杂结构零件的精密焊接。

• 光束均匀性好：具有良好的光束均匀性与激光能量的持续性，对焊盘的均匀加热、快速升温效果显著。

• 976nm：在大规模生产线的高速焊接场景中具有优势，其具有较高的功率转换效率和快速的热响应特性，能够在短时间内输出高能量的激光，使焊料迅速熔化，实现快速加热，并且在停止激光照射后，焊料能够迅速冷却凝固。

总结

总之，具体选择915nm还是976nm，需结合实际工艺验证。松盛光电在2016年就开始设计激光锡焊成套方案，最开始给客户配套光学部分，而后开始给用户设计恒温半导体激光器，并通过自主研发设计的全封闭式多光（激光，成像，测温，红光）同轴锡焊头，对激光加工点温度实时检测，内部闭环控制，激光电源和恒温控制盒之间采用的PID算法，二者之间全闭环控制方式，温度采集范围从100℃到400℃之间，调节的响应时间在20us，避免人工整定的PID参数造成控制不良。